基于NX/MCD光机电一体化数字孪生体虚拟实训平台的开发

根据职业院校机电一体化实训现状与需求,借鉴数字孪生技术的实践经验,提出了数字孪生机电一体化实训平台的开发思路。基于西门子NX/MCD,以原有的INGO-558光机电一体化实体设备为例,阐述了光机电一体化设备的组成、运动流程;运用SolidWorks 2019绘制三维模型;应用西门子NX/MCD软件配置三维模型机电属性、设置信号;利用博途(TIA)软件建立模型MCD信号和PLC变量连接;编写PLC程序,配置PLC硬件平台、网络通信、工艺流程程序以及设计HMI界面;编译程序后,利用PLCsim Advanced下载程序,启动SIMIT仿真验证PLC程序的正确性以及机械结构设计的合理性。当出现与预期不同的情况时,检查PLC程序运行状况和MCD中信号触发情况及仿真序列运行情况,根据对应错误进行修改;当符合预期时,将程序下载至设备的PLC中,快速完成对设备的调试。

基于NX MCD的曲轴自动生产线数字孪生系统设计

阐述基于NX MCD的曲轴自动生产线数字孪生系统设计,通过数字化建模、虚拟仿真和优化算法,实现对生产线的实时监测、预测和优化,实现曲轴生产线的数字化转型。

基于NX MCD的TWS蓝牙耳机充电仓磁铁装配自动线数字孪生体开发设计

基于NX MCD的TWS蓝牙耳机充电仓磁铁装配自动线数字孪生体设计项目,针对当前TWS蓝牙耳机市场的需求,开展基于NX MCD的TWS蓝牙耳机充电盒装配自动线数字孪生体设计研究,利用西门子数字孪生软件NX MCD(机电一体化概念设计软件)、TIA(PLC编程软件)、PLCsim Advanced(PLC高级仿真软件)完成TWS蓝牙耳机充电盒装配自动线数字孪生体机械模型的设计、PLC程序设计,并进行TWS蓝牙耳机充电盒装配线设备开发的技术创新、优化和验证控制方案,研究和设计具有安装容易、柔性化优等优点的装配线,并总结其特点,将此解决方案应用至其他各类异形插件生产线的开发生产中,服务3C数码企业生产,促进企业的数字化节能、创新、转型和发展。

基于NX MCD的Tray盘供料装置设计与控制研究

随着智能制造技术的迅猛发展,传统制造业正面临着数字化转型和自动化升级的双重挑战。为了克服自动化生产线开发过程中存在的周期长、效率低等问题,设计了一种新型的Tray盘供料装置,首先构建了其三维数字化模型,介绍了其功能结构,设计其工作流程,然后通过NX MCD平台创建了包括刚体、碰撞体、传输面等的基本机电对象,设置了运动副、约束、传感器和执行器等,构建了其数字孪生模型。使用TIA Portal平台设计了包括PLC程序和HMI人机界面的电气控制系统。最后通过PLCSIM Advanced搭建了软件在环虚拟调试系统,实现了该装置的仿真与虚拟调试,为后续样机的制作和控制系统的开发提供了依据。结果表明该方法可以将机械、电气进行并行协作式开发,减少现场调试时间,提高开发效率,为自动化生产线的开发提供了实际参考。

基于NX-MCD的IFAE生产线中方向检测站数字孪生系统的设计

随着工业生产自动化水平的不断提升,数字孪生技术作为一种虚拟仿真技术在工业生产中的应用越来越广泛。针对IFAE生产线中的方向检测站,详细介绍了一种基于NX-MCD的数字孪生系统设计方法。该系统不仅能够模拟PLC与NX-MCD的控制信号交互以及实时监测数据,而且能够准确地复现物理实体的运行状态和变化过程,从而为机电系统的调试提供了高度可靠的仿真支持。

基于NX MCD的木窗成型加工机床机电概念设计与虚拟调试

为提高设计效率并降低调试成本,以木窗成型加工机床为应用案例,提出一种基于NX MCD的机电概念设计软件在环虚拟调试方法。首先阐述传统机电概念设计流程,而后引入基于NX MCD的机电概念设计,并以木窗成型加工机床为系统模型完成机电概念设计。利用S7-PLCSIM Advanced与NX MCD建立连接,完成与PLC的联合控制仿真,以此说明基于NX MCD的木窗成型加工机床机电概念设计方案的可操作性,并为后期实物调试阶段有效降低了成本与时间,对机电产品的设计思路具有一定的实际参考意义。

基于NX MCD虚拟调试的三轴桁架搬运机械手设计

以虚拟调试技术为手段完实现了桁架搬运机械手机械和电气部分的数字化并行设计。首先对产品功能进行分析,然后利用西门子NX软件的机电一体化化概念设计模块(Mechatronics Concept Designer,MCD)完成了桁架机械手的机械设计、运动仿真环境的搭建,利用西门子博途TIA软件完成了运动控制PLC程序的编制以及人机交互界面的设计,然后通过NX MCD与TIA软件的联合仿真实现了桁架机械手的虚拟调试,最后根据合适的零部件选型完成了设备的详细设计,从而实现了在数字化环境中桁架机械手的整体设计,为后续的样机试制提供了依据。该方法通过虚拟调试的手段,将机械结构设计与电气程序设计在数字化环境下完成同步开发和设备验证,相较传统的设备开发模式缩短了产品的开发周期,为机械装备开发企业提供了借鉴。

基于NX MCD的机器人磨削系统虚拟调试

为节省机器人自动化生产系统的调试成本并提高生产安全性,以机器人磨削系统为应用案例,提出一种基于三维仿真平台NX MCD的机器人自动化生产系统虚拟调试方法。在NX MCD中创建机器人磨削系统逻辑模型和机械概念模型来定义机电虚拟模型。在PC端开发RAPID和梯形图程序控制磨削机器人和PLC,实现磨削系统、机器人控制器和PLC控制器的信号实时交互。设计包含ABB应用程序和OPC客户端应用程序的集成控制软件,实现机器人和PLC的联动控制。构建机器人磨削系统虚拟调试平台,在OPC客户端添加机器人关节数据传送模块,NX MCD信号通过OPC通讯技术和数据传送模块实现了与机器人控制信号及PLC控制信号相互映射,在集成控制系统下完成机器人磨削系统的加工仿真。通过对比机器人磨削系统的实际调试情况,验证了基于NX MCD的机器人自动化生产系统虚拟调试方案的有效性。

基于NX MCD的工业机器人应用编程“1+X”证书实践训练的研究

随着数字化工业技术的发展及OPC UA广泛应用于工业场景之中,西门子NX MCD机电设备仿真软件可有效仿真工业机器人应用编程"1+X"职业技能等级证书考核设备,实现技能训练的虚拟化,有效解决现有工业机器人应用编程"1+X"职业技能等级证书推广面临的价格昂贵、安全事故频发、设备故障率高、使用效率低等诸多问题。利用NX MCD机电设备仿真可模拟大多数光机电液综合实训设备,未来将成为智能制造相关专业实作训练的主要手段,学生通过该技术可以全面掌握机电、电气自动化、工业机器人等诸多学科知识和技能,有助于智造时代下新型多元化人才的培养。

基于NX MCD的蓝牙耳机充电盒装配自动线数字孪生体设计研究

该研究基于NX MCD的TWS蓝牙耳机充电盒装配自动线数字孪生体设计将设备级的数字孪生技术应用到TWS蓝牙耳机行业,将数字孪生技术与珠三角优势产业相结合,实现数码产品产线设备零件设计的数字化、设备装配的数字化、设备物理属性的数字化、设备电气配置的数字化和设备的程序调试数字化,此过程贯穿机电设备开发的全流程,有助于推动数码产品垂直产业集群数字化转型,促进电子制造业高质量发展。

基于NX-MCD的搬运机械手虚实结合调试平台设计

本文针对自动化生产线调试过程中实际设备调试效率低、纯虚拟仿真调试脱离硬件等问题,以自动化生产线中的搬运机械手为例,设计了由虚拟仿真模型、IO接口电路板和数据采集插件组成,基于NX-MCD的搬运机械手虚实结合调试平台。

基于NX MCD的物料装配及分拣设备设计

为实现机电成套设备的优化设计,提出一种基于NX MCD环境建模,联合TIA博途自动控制设计,实现系统仿真与调试的方法。以物料自动化装配及分拣系统的研发为例,在NX MCD中完成机械建模、物理属性定义,构建虚拟样机;在TIA博途中完成PLC控制程序与HMI设计。借助PLCsim Advanced建立虚拟PLC与虚拟样机的信号映射,通过仿真调试对模型和程序进行验证。继而搭建硬件设备,以PROFINET工业以太网集成控制变频、伺服系统,实现实体整机运行。最后通过OPC UA通信使虚拟样机与硬件PLC进行数据交换,从而达到虚实协同运行。结果表明:装配分拣单元的虚拟模型与硬件设备运行动作逻辑一致,且实时同步。基于NX MCD的数字孪生设计方案为复杂机电产品的研发提供了行之有效的技术方案。

基于MCD的玫瑰精油瓶装生产线的虚拟调试

随着科技的迅速发展,人们的物质需求日益增长。近年来玫瑰精油的需求量呈上升趋势,同时衍生出了玫瑰精油瓶的灌装工艺。为提高生产效率及降低生产、调试等成本,设计了玫瑰精油瓶装的生产线。利用UG三维建模设计出玫瑰精油瓶的模型,以NX MCD软件模拟设备运行状态,通过PLC软件编程使虚拟设备与实际设备虚实同步完成工艺。为后续的机电产品设计与实现提供一定的参考方向与价值。

基于NX MCD的虚拟仿真实训平台构建研究

机电一体化概念设计系统(Mechatronics Concept Designer,MCD),是西门子PLM(Product Lifecycle Management)工业软件NX中集成的一个子系统。NX MCD是西门子提供的一套完整的机电一体化概念设计调试仿真方案,集机械、电气和自动化设计于一体,可以进行多学科协同设计。笔者基于NX MCD构建虚拟仿真实训平台,并以工业机器人培训工作站为例,验证了基于NX MCD构建虚拟仿真实训平台的可行性。高校利用该平台不仅能减少设备重复投资、提高培训效率,还有利于达到培养创新型人才的目的。

基于MCD和PLC的机器人运料和AGV小车入库虚拟仿真控制系统设计

随着数字孪生技术的发展及OPC UA广泛应用于工业场景之中,西门子NX MCD机电设备仿真软件可有效仿真,实现技能训练的虚拟化。本文基于西门子NX软件的机电一体化概念设计功能,设计AGV小车智能仓储平台,建立工业机器人、打标签、传送带、AGV小车、仓储的三维模型,通过虚拟PLC信号控制MCD中各个运动功能的动作。验证了数字孪生模型在智能仓储系统中的可行性,有效节约了时间成本,提高了设备调试效率。

数控机床伺服系统参数设计数字孪生实验平台

为解决数控机床伺服系统参数设计相关实验,在真实机床上难开展、高耗材、安全风险大等问题,提出了一种“基于MCD+PLCSIMAdvanced+TIA架构的伺服系统参数设计数字孪生实验平台”设计方案。该方案将机床模型实体与数字孪生实验平台有机地结合起来,以“单轴伺服系统参数优化设计实验”为例,对数字孪生实验平台伺服系统的相关参数进行了调试与优化,并在机床模型实体上对其所得参数的准确性进行了验证,同时也证实了该数字孪生实验平台设计方案的可靠性。

基于数字孪生技术的机电一体化虚拟实训设备设计与开发

该文以数字孪生技术为基础,通过NX MCD软件构建SX-815Q机电一体化综合实训设备的加盖拧盖单元模型,建立一套实训仿真系统,并用于机电一体化专业学生实际操作中,能够以近乎真实的场景,进行深入的专业综合训练,提升学生的专业技能和实践能力,取得良好效果。

基于数字孪生的电机基座码垛线虚拟调试技术研究

针对PLC和ABB工业机器人联合控制的生产系统现场调试成本高、仿真平台难以驱动机器人仿真等问题,以电机基座码垛线为研究对象,提出一种基于仿真平台NX MCD的电机基座码垛线虚拟调试方法。首先,基于数字孪生技术在NX MCD中构建产线的仿真模型;其次,设计虚拟调试方案的通信框架,主要利用C#语言并基于PC SDK对机器人仿真器进行二次开发以实现对机器人的控制和数据读取;最后,利用OPC UA技术完成PLC控制、机器人控制和NX MCD模型之间信号和数据的实时传输和反馈,完成产线联合调试。仿真结果表明:基于NX MCD的电机基座码垛线虚拟调试方案可行,能及时规避产线缺陷,缩短调试周期,降低开发成本。

基于沉积模拟实验平台的多轴控制系统设计

为研究自然界的沉积现象,设计了一套基于活动底板的沉积模拟实验平台多轴控制系统。该系统以西门子SIMATIC S7-1500 PLC为核心,基于比值串级PID控制算法,通过V90伺服驱动系统,控制沉积模拟实验平台的20块活动底板做姿态运动,模拟各种地质现象。该系统能够实现姿态的NX MCD虚拟仿真、活动底板姿态构造。利用OpenGL技术搭建的上位机三维软件能够实现对各活动底板姿态数据监控等功能。经仿真以及实际测试,控制系统的同步性、协调性良好,满足对沉积模拟实验平台的多轴控制需求。

基于OPC技术的气动机械手多软件联合仿真

针对目前在PLC或气动课程教学过程中,人均实训设备数量少、课堂效率低、设备故障率高等问题,提出了通过OPC接口技术实现多个软件联合仿真的全虚拟系统。本文以气动机械手为例,运用MXOPCServer作为数据服务器来提供控制过程数据的访问接口,实现气动软件FluidSIM、三菱PLC编程软件GXWorks2和机电一体化概念设计软件NXMCD等多软件的协同仿真与数据链接和嵌入。该方法投入到实际教学过程中,各软件间的数据交互实时同步,机械手运行达到预期效果,对提高设备设计效率,缩短调试时间和开发周期有一定的参考价值和借鉴意义。